Принцип аналого-цифрового преобразования информации

Рис. 6

Время Т, в течение которого триггер находится в состоянии 1, пропорционально входному напряжению. Таким образом, входное напряжение преобразуется во временной интервал, длительность которого пропорциональна значению входного напряжения.

В течение времени Т с выхода триггера подается высокое напряжение на вход элемента И, и импульсы генератора импульсной последовательности (ГИП) проходят через элемент на вход счетчика (Сч). Очевидно, устанавливающееся в счетчике число пропорционально T, а, следовательно, и Uвх.

Для получения нового отсчета напряжения следует вновь подать импульс запуска. Таким образом, импульсы запуска должны следовать с частотой дискретизации входного напряжения. Покажем, как определяются параметры элементов преобразователя.

По заданной относительной погрешности η преобразователя определяется максимальное число Nmax до которого счетчик должен производить счет: Мтах= 1/η. Число разрядов счетчика находится как минимальное п, удовлетворяющее неравенству Nтах <2 n.

Процесс преобразования значения Цвх в число занимает время Т, пропорциональное Цвх. Максимальное значение Тмах называется временем преобразования;

Тпр=Тмах= τ Nmax=Nmax/F

где τ и Р- соответственно период и частота генератора импульсов. Отсюда

= Nmax/ Тпр

Аналого-цифровой преобразователь последовательного счета

Структурная схема преобразователя данного типа приведена на рис 7.

Тактовым импульсом (ТИ) счетчик (Сч) сбрасывается в нулевое состояние. Нулевое напряжение Uцап=0 возникает на выходе ЦАП, преобразующего числа в счетчике в пропорциональное напряжение. Устанавливается неравенство Uвх>Uцап, при котором компаратор (К) подает на вход элемента И уровень лог. 1. При этом импульсы генератора импульсной последовательности (ГИ) проходят через элемент И на вход счетчика. Каждый поступивший на вход счетчика импульс вызывает увеличение на единицу хранившегося в нем числа, на одну элементарную ступеньку возрастает напряжение на выходе ЦАП. Таким образом, напряжение Uцап растет по ступенчатому закону, как показано на рис. 7,6. В момент времени, когда Uцап достигает значения, превышающего Uвх компаратор выдает уровень лог. 0, и в дальнейшем прекращается доступ импульсов генератора в счетчик. Полученное к этому моменту времени в счетчике число пропорционально напряжению Uвх.

Рис. 7

Из-за того, что в АЦП рассматриваемого типа не используется генератор линейно изменяющегося напряжения, его аппаратурные погрешности меньше, чем могут быть в АЦП с промежуточным преобразованием.

Читайте также

Проектирование устройства для измерения статических характеристик электромагнитного двигателя
Ветер - это горизонтальное перемещение, поток воздуха параллельно земной поверхности, возникающее в результате неравномерного распределения тепла и атмосферного давления и направленное и ...

Проектирование и расчет электрической сети 110-220 кВ
Проектирование электроэнергетических систем требует комплексного подхода к выбору и оптимизации схем электрических сетей и технико-экономическому обоснованию решений, определяющих состав ...

Проектирование аппаратного обеспечения одноплатных микроконтроллеров
Задание: В заданной РЭС осуществить управляющую функцию по одному из заданных параметров с помощью контроллера, построенного на МПК, разработать электрическую принципиальную схему проект ...